科技日报记者 颉满斌 通讯员 钱君强 海霞
“部分表观遗传修饰能够在植物中稳定跨代遗传，由其变异引发的性状改变可稳定传递至后代，为作物性状改良与环境适应提供了新型的变异来源。”4月17日，在兰州召开的第九届全国玉米生物学学术研讨会上，中国科学院院士曹晓风的一番话，为玉米育种指明了一条新路径。
曹晓风作出这一判断，源于团队在水稻耐冷性研究领域取得的最新突破。通过连续多代低温胁迫，他们成功诱导水稻获得了可稳定遗传的耐冷性状，为作物耐逆育种开辟了全新方向。
本次研讨会由中国作物学会玉米专业委员会主办，多位院士专家、高校学者围绕玉米种业创新前沿技术展开深入交流。兰州大学校长杨勇平表示，玉米是保障国家粮食安全的“压舱石”，玉米生物学基础研究与育种技术创新是支撑种业振兴的核心力量。当前国家大力实施种业振兴行动，构建“产学研用”协同创新体系，着力破解种业“卡脖子”难题。
挖掘“隐藏的遗传宝藏”
如何让玉米在恶劣环境中依然稳产高产？专家们从表观遗传调控中找到了突破口。
“表观遗传调控是指在DNA序列不发生改变的前提下，基因表达发生可遗传变化的一种调控机制。”曹晓风介绍，当植物面临逆境胁迫时，表观基因组会发生动态变化，从而迅速激活或抑制特定防御及适应相关基因的表达。她指出，育种家应关注那些能够稳定跨代遗传的表观修饰变异，这些“隐藏的遗传宝藏”可为耐逆品种选育提供全新资源。
华中农业大学代明球教授团队强调，在抗旱育种中应重视基因的可变剪接变异，这是传统育种中容易被忽视的调控层次。中国农业大学在站博士后黄亮亮及其团队则提醒，育种家应更加重视稀有变异的挖掘和利用，这些低频但效应显著的变异可能是突破育种瓶颈的关键。
拥抱智能技术
多组学技术催生海量大数据，人工智能助力方法创新。与会专家一致认为，两者的有机结合，正在彻底改变传统育种的面貌。
“多组学技术催生海量大数据，人工智能助力方法创新。两者有机结合，加速了种质创新与品种选育进程。”西北农林科技大学朱万超副教授在报告中表示。他提出，育种单位应积极构建多组学整合网络图谱，结合机器学习挖掘重要性状调控基因，变“大海捞针”为“按图索骥”。
朱万超团队的做法可供借鉴。他们基于多组学成功挖掘到两个影响玉米株高和开花期的基因，并结合智能化表型评价、双单倍体技术和基因组选择，成功选育出耐密高产新品种陕单910和榆玉21。
华中农业大学李青教授提出，在育种中应关注基因内含子区的转座子插入及其甲基化状态，这些表观等位基因的变异同样是调控农艺性状的重要靶点。
玉米高产潜力的挖掘，同样是研讨会关注的焦点。四川农业大学杨桃教授团队给出数据：叶片持绿性每延长1天，籽粒产量可提高2%。她认为，这一指标应成为高产育种的重要筛选参数。
为抗逆育种装上“精准开关”
兰州大学侯岁稳教授结合团队最新研究，为玉米育种如何跑出“加速度”支了实招。
“我们找到了一类‘刹车’基因家族——ZmTOPPs蛋白磷酸酶。其中，ZmTOPP1和ZmTOPP4负向调控玉米的抗旱性，ZmTOPP3负向调控玉米的茎腐病抗性。把这个家族中相应的‘刹车’拆掉，玉米对应的抗性就能显著增强。”侯岁稳打了个比方。
但他同时提醒，不能为了抗性丢了产量。“比如转录因子DSD1/ZmICEb，它既调控气孔发育与耐旱性，又在干旱条件下负向影响产量，简单‘一敲了之’可不行。”
他建议，育种中要用好基因编辑这把“剪刀”，对关键调控节点进行精准改造。例如，改变ZmTOPP1/4与ABA受体（ZmPYLs）或蛋白激酶（ZmSnRK2.9）的互作强度，“让抗逆通路在干旱时高效激活，在正常条件下适度关闭，实现抗性和产量的‘双赢’。”
从表观遗传的“隐藏密码”到智能育种的“精准导航”，中国玉米育种正加速驶入“快车道”。
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